机械臂

机器人手臂(Robotic arm)是一种机械臂,通常是可编程的,具有与人类手臂类似的功能; 臂可以是机构的总和,或者可以是更复杂的机器人的一部分。这种操纵器的连杆通过接头连接,允许旋转运动(例如在关节机器人中)或平移(线性)位移。可以认为操纵器的链接形成运动链。操纵器的运动链的末端称为末端执行器,它类似于人手。

机器人手
根据应用,末端执行器或机器人手可以设计成执行任何期望的任务,例如焊接,夹持,旋转等。例如,汽车装配线中的机器人臂执行各种任务,例如焊接和零件旋转以及装配期间的放置。在某些情况下,需要对人手进行近距离仿真,例如用于进行炸弹裁军和处置的机器人。

类型
笛卡尔机器人/龙门机器人:用于拾取和放置工作,密封剂的应用,装配操作,搬运机床和弧焊。它是一个机器人,其手臂有三个棱柱关节,其轴与笛卡尔协调器重合。
圆柱机器人:用于装配操作,机床操作,点焊和压铸机处理。它是一个机器人,其轴形成一个圆柱坐标系。
球形机器人/极地机器人用于处理机床,点焊,压铸,修边机,气焊和电弧焊。它是一个机器人,其轴形成极坐标系。
SCARA机器人:用于拾取和放置工作,密封剂的应用,装配操作和处理机床。该机器人具有两个平行的旋转接头,可在平面内提供柔顺性。
铰接式机器人:用于装配操作,压铸,修边机,气焊,电弧焊和喷漆。这是一个机器人,其手臂至少有三个旋转关节。
并联机器人:一种用途是处理驾驶舱飞行模拟器的移动平台。这是一个机器人,其手臂同时具有棱柱或旋转关节。
拟人机器人:它的形状类似于人手,即独立的手指和拇指。

着名的机器人手臂
在太空中,航天飞机远程操纵器系统(也称为Canadarm或SRMS)及其后继者Canadarm2是多自由度机器人手臂的示例。这些机器人手臂已被用于执行各种任务,例如使用特殊部署的吊臂检查航天飞机,其中相机和传感器连接在末端执行器上,以及从航天飞机的货舱进行卫星部署和取回操作。

火星上的好奇号火星车也使用机械臂。

低成本的机器人手臂
在2010年的十年中,低成本机器人手臂的供应量大幅增加。虽然这种机器人手臂主要作为业余爱好或教育设备销售,但是已经提出了在实验室自动化中的应用,例如它们作为自动取样器的用途。

铰接式机器人(Articulated robot)
铰接式机器人是具有旋转关节的机器人(例如,腿式机器人或工业机器人)。铰接式机器人的范围从简单的双连接结构到具有10个或更多相互作用关节的系统。它们由各种装置提供动力,包括电动机。

某些类型的机器人,例如机器人手臂,可以是铰接的或非铰接的。

定义
铰接式机器人:铰接式机器人使用所有三个旋转关节来进入其工作空间。通常,接头布置在“链条”中,使得一个接头在链条中进一步支撑另一个接头。

连续路径:一种控制方案,其中输入或命令指定沿所需运动路径的每个点。该路径由机械手关节的协调运动控制。

自由度(DOF):末端执行器可以移动的独立运动的数量,由操纵器的运动轴数定义。

夹持器:用于抓握或固定的装置,连接到最后一个操纵器连杆的自由端; 也称为机器人的手或末端效应器。

有效载荷:最大有效载荷是机器人机械手在降低速度的同时承载的重量,同时保持额定精度。在保持额定精度的同时,以最大速度测量标称有效负载。这些额定值高度依赖于有效载荷的大小和形状。

拾取和放置周期:见图。拾取和放置循环是执行以下运动序列的时间(以秒为单位):向下移动一英寸,掌握额定有效载荷; 向上移动一英寸; 跨越十二英寸; 向下移动一英寸; ungrasp; 向上移动一英寸; 并返回起始位置。

到达范围:从机器人基座中心到手腕末端的最大水平距离。

准确度:见图。机器人试图达到的点与实际结果位置之间的差异。绝对精度是机器人控制系统指示的点与机械臂实际达到的点之间的差异,而可重复性是机械臂在瞄准同一点时的周期间变化。

重复性:见图。当呈现相同的控制信号时,系统或机制重复相同运动或实现相同点的能力。尝试执行特定任务时系统的循环到循环错误

分辨率:见图。可由机构的控制系统检测或控制的最小运动增量或距离。任何关节的分辨率都是编码器每转脉冲数和驱动比的函数,并且取决于工具中心点和关节轴之间的距离。

机器人程序:适用于IBM和兼容个人计算机的机器人通信程序。提供终端仿真和实用功能。该程序可以记录所有用户内存,以及一些系统内存到磁盘文件。

最大速度:机器人尖端在完全伸展时移动的复合最大速度,所有关节同时在互补方向上移动。该速度是理论最大值,并且在任何情况下都不应用于估计特定应用的循环时间。更好地衡量实际速度是标准的12英寸拾取和放置周期时间。对于关键应用,可实现循环时间的最佳指标是物理模拟。

伺服控制:由驱动信号控制,驱动信号由机构当前位置和所需输出位置之间的误差决定。

通过点:机器人工具应该不停地通过的点; 通过点编程以便移动到障碍物之外或使臂进入较低的惯性姿势以进行部分运动。

工作包络:一种三维形状,用于定义机器人操纵器可以到达的边界; 也称为到达范围。